拖拉机动力换挡变速器研究现状及发展趋势

变速器是拖拉机的核心部件之一，变速器性能对拖拉机的动力性能及燃油经济性等各项指标都有着重要影响。动力换挡变速器(Power Shift Transmission, PST)在换挡时动力输出不中断，能够降低拖拉机的操作难度，提高工作效率。动力换挡技术的应用能够极大的促进农业生产现代化、提升农业机械化水平，助力乡村振兴战略。目前拖拉机动力换挡技术在国际市场上应用已较为广泛，我国农机事业起步较晚，与国际先进技术相比还存在一定差距。主要介绍了动力换挡变速器的基本原理，国内外研究现状，阐述了动力换挡变速器的关键技术，并分析了农用拖拉机动力换挡技术的发展趋势。     

基于湿式离合器油压分段控制策略的动力换挡品质优化研究

动力换挡技术因具备换挡过程中动力不中断的优点,近年来逐渐被广泛应用于重型拖拉机中。而电液控制系统作为动力换挡变速箱的核心部分之一,其控制过程对车辆性能及换挡品质有直接影响。提出合理的湿式离合器油压控制策略,对改善和优化动力换挡变速箱的换挡品质具有重要意义。选定滑摩功、换挡时间和冲击率作为换挡品质评价指标,通过理论推导建立了三者与动力换挡变速箱电液控制系统之间的联系,根据湿式离合器在换挡过程中输出特性的变化,将动力换挡过程划分为原挡位、扭矩相、惯性相和新挡位4个阶段,结合换挡品质评价指标提出了湿式离合器油压分段控制策略,并以前进1挡换前进2挡为例,在AMESim仿真平台建立相应的Statechart控制模型,针对控制模型中的关键参数运用遗传算法进行优化,将参数优化结果应用于控制系统中并运行仿真。与简单控制策略相比,应用本文所提出的控制策略后,可使换挡过程中产生的最大冲击率由22.14 m/s3降为9.78 m/s3,同时湿式离合器摩擦片单位面积上的滑摩功为0.163 J/mm2,远小于许用值。验证了该控制策略经优化后对改善换挡品质的有效性及合理性。     

拖拉机动力换挡技术

随着我国拖拉机工业的发展,拖拉机技术水平的升级换代迫在眉睫。其中,动力换挡(也叫负载换挡)技术是国内拖拉机生产企业的研发方向。通过介绍拖拉机动力换挡变速箱的工作原理,让读者对动力换挡技术及发展应用现状有所了解。     

电磁执行器直接驱动的AMT换挡机构

为提高机械式自动变速器（AMT）换挡品质并缩短换挡过程动力中断时间,提出了一种电磁直线执行器直接驱动的AMT换挡机构。换挡机构运动总质量为1.37 kg,较传统全电式AMT换挡机构总质量（约1.78 kg）降低23%。对换挡过程进行了分段研究,并在换挡过程数学模型和AMT试验台架基础上,验证了设计方案的可行性。换挡机构换挡过程中无选挡操作,可实现挡位切换时退、进挡同时进行的功能,转速差为500 r/min、转动惯量为0.03 kg·m2,换挡时3挡至4挡的换挡时间约为120 ms,提升了AMT的换挡品质,且仍有进一步提高的余地。研究表明,电磁直线执行器直接驱动的AMT换挡机构可实现自动换挡功能。     

工程机械变速器换挡品质研究

针对工程机械动力换挡变速器换挡过程的冲击和动力中断等问题,分析了工程机械动力换挡变速器换挡过程,提出了动力换挡变速器换挡品质的评价指标以及提升换挡品质的液压缓冲控制方法,并通过对两种变速器的试验对比分析,验证了液压缓冲控制的优点。     

拖拉机自动换挡控制系统设计

介绍了拖拉机自动换挡控制系统的结构组成和功能应用,并进行了软硬件设计。硬件系统以 AT89C52单片机为核心,采用 C51高级语言进行软件开发。该控制系统能够采集数据信号,得到拖拉机当前运行状态,根据得到的换挡规律进行计算,从而确定最佳换挡点,控制换挡油缸进行自动换挡,极大地改善了拖拉机燃油经济性、生产效率以及舒适性。     

盘点双离合

目前市场上采用双离合变速器的车型越来越多，而双离合变速器的优点也十分明显，如换挡速度快、动力损失小、换挡过程冲击较小。很多汽车厂家都有双离合变速器，这些变速器的名称可能不一样，但它们的原理都相同。     

拖拉机动力换挡变速器换挡特性与控制策略研究

拖拉机动力换挡变速器通过控制多组湿式摩擦离合器之间的转矩传递来实现不停车换挡,具有不会因超载使发动机熄火、起步性能好、能降低外载荷突然变化所引起的传动系统振动与冲击等优点。换挡离合器的分离与接合时序是影响拖拉机换挡平顺性和操作舒适性的关键因素。本文研究了换挡过程动态特性分析方法,引入变速器输出转速和输出转矩作为拖拉机生产率和动力性的评价指标,弥补了传统换挡品质指标不能对拖拉机性能进行评价的不足。运用动力学原理构建动力换挡变速器模型,研究了不同换挡重叠时间下的离合器载荷、滑摩功与功率特性,确定了动力换挡变速器换挡品质的控制方法及控制策略。提出以动力换挡变速器输出转速变化幅值为指标来优化换挡重叠时间与离合器接合油压,通过仿真验证了拖拉机换挡过程中离合器控制策略的有效性。仿真结果表明,通过该优化算法所选择的换挡参数受拖拉机牵引载荷变化影响较小,变速器输出转速过渡平稳,可减少负向输出转矩的产生,避免换挡过程中拖拉机减速或动力传递中断,提高了换挡品质。     

车辆换挡困难或不能换挡故障分析与排除

某履带式车辆,采用同步器换挡,变速器上设置有闭锁器和限制器。车辆在使用过程中出现换挡困难或不能换挡问题时,驾驶员容易疲劳及操作失误,增大了安全风险。具体分析了出现故障的各种原因,结合实践经验给出了逐步检查处理措施。     

工程车辆模糊自动换挡策略研究

利用模糊技术对工程车辆的自动换挡方法加以分析,开发了一种工程车辆模糊自动换挡控制策略,并利用可编程控制器组成控制器,在车辆传动试验台上验证了该方法的正确性。试验结果表明,利用模糊自动换挡控制,能在不同的工况下采用不同的换挡策略,有效地避免了循环换挡、滞后换挡等问题。该控制规律丰富了工程车辆的操纵理论,并给出了一种实际可应用的控制方法。     

轮式拖拉机变速换挡操作技术要点

变速换挡是拖拉机行驶中经常用到的,能否及时、准确、迅速地换挡,对延长拖拉机寿命,减少油料消耗有重要的意义。对轮式拖拉机变速换挡操作技术要点做了详细的阐述。     

8挡自动变速器换挡控制策略

为了实现8挡自动变速器工程化应用,通过建立液力自动变速器的简化动力学模型,分析影响换挡品质的关键控制因素。针对4种基本换挡类型,确立了换挡离合器及发动机控制的理想曲线。基于PI滑差控制和发动机协同控制理论,提出了快速充油、扭矩相及惯性相3个阶段的控制策略。搭建台架与整车试验测试环境,在极限状态下的试验结果表明,所提出的换挡控制策略正确、可行,具有工程化应用价值。     

拖拉机变速箱动力换挡技术特点及方式研究

动力换挡技术是先进拖拉机变速箱广泛使用的关键技术,能够有效解决传统变速箱在换挡过程中动力中断的问题,实现拖拉机在牵引农机具换挡过程中行驶速度的稳定性,能够有效保证农机具作业的实际需求,通过对拖拉机动力换挡技术的发展过程及基本原理的介绍,说明了其关键技术的实施及常用解决方案。     

AMT车辆坡道换挡策略与试验研究

提出了根据换挡后离合器接合时的发动机转速识别坡道行驶工况、根据当时的车速选择合适挡位的坡道换挡策略，并在装有AMT的某重型载货汽车上进行了坡道换挡试验。试验结果表明，车辆在坡道行驶过程中，虽然初次选择的挡位不一定能适应该坡道，但通过连续降挡或跳跃式降挡最终总能选择适合于该坡道的挡位。利用车辆现有的传感器，坡道换挡控制策略实现了坡道换挡控制，不仅满足车辆实际行驶工况的需要，而且使控制系统硬件得以简化。     

现代大功率拖拉机自动换挡控制系统

介绍了现代大功率拖拉机自动换挡控制系统的基本原理和方法 ,主要传感器的结构、传感技术及电液一体化控制技术 ,为现代大功率拖拉机自动换挡控制系统的设计提供了一些有用的资料     

滑动齿轮换挡拖拉机变速箱的改进设计

介绍了滑动齿轮换挡拖拉机变速箱改为斜齿轮啮合套换挡结构的设计过程,从传动路线的优化选择,到斜齿轮倒锥齿圈等具体零部件结构设计进行了阐述,通过改进设计提升了拖拉机变速箱性能,使操纵更轻便,同时降低了噪声。     

轿车自动变速箱频响的研究分析与解决

在国内,近几年汽车每年以2000万台产销两旺的趋势高速发展,变速箱结构已经从手动向自动化趋势发展;包括CVT、AT、AMT、DSG等。自动变速箱带给我们更加舒适的驾乘体验,避免了以往手动变速箱需要频繁抬踩离合器的麻烦,避免了很多司乘人员不习惯抬踩离合器而换挡的不和谐行为。随着社会经济的快速发展,客户对变速箱的养护维修意识逐步提高,但在实际使用中仍然会出现一些抖动等不正常现象,比如:换挡卡顿、换挡不利索、不能换挡等故障,严重影响了驾乘感受。就此问题,对自动变速箱非正常响声的原因进行简要分析。     

基于数字孪生的动力换挡拖拉机换挡策略研究

发动机性能变化和牵引阻力波动等时变因素对大功率动力换挡拖拉机（PST）换挡策略的适应性具有巨大威胁。为了构建动态精准模型和应对负载波动,以提高PST换挡策略的适应性,提出了一种基于数字孪生的自适应换挡策略。一方面,将发动机状态变化视作内部干扰,基于深度确定性策略梯度（DDPG）算法对虚拟PST发动机进行实时校准,结合PST机理模型,实现对PST的实时动态精准建模。另一方面,将牵引阻力波动视作外部干扰,提出基于深度Q网络（DQN）的换挡策略生成方法。在实时动态精准建模和换挡策略自动生成两个机制的协同作用下,实现换挡策略的自适应调整。最后,开展了犁耕工况下的虚拟PST训练仿真及本文方法与模糊自适应方法的车速跟踪对比试验。结果表明,发动机转矩和燃油消耗率跟踪误差均值不超过7.28N·m和1.55g/(kW·h),实现了对物理PST的动态精准建模。在长时间使用之后,发动机和牵引阻力的变化导致模糊自适应方法的换挡点和模糊规则不再完全适用,换挡表现逐渐变差,而本文方法的换挡表现和车速跟踪效果全程良好,其车速跟踪误差均值、燃油消耗率均值和总换挡次数分别为0.0125m/s、229.76g/(kW·h)和42,比模糊自适应方法分别减小0.91%、11.14%、34.38%,验证了本文方法的适应性和优越性。     

液力机械传动车辆模糊换挡策略研究

为实现车辆换挡操纵的自动化，在车辆模型及其工作原理的基础上，确立了液力机械传动车辆换挡控制的原则。等于模糊理论，建立了由基本模糊换挡策略和模糊修正模块所组成的模糊换挡控制方案，并进而设计了模糊换挡策略。仿真结果表明了所设计的模糊换挡策略的可行性和有效性。     

自动挡车辆避免换挡循环的方法

通过车辆换挡过程的动力学分析,提出了换挡循环坡度范围的概念,指出了在特定换挡规律下产生换挡循环的必然性,最后结合动力学分析提出了一种避免换挡循环的方法。实践应用中证明,这种方法是可行的、可靠的。